電大機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作業(yè)解答

1、專業(yè)好文檔機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作業(yè)解答（一）一、填空題1控制計(jì)算機(jī) 控制軟件 硬件接口電路2民用機(jī)電一體化 辦公機(jī)電一體化 產(chǎn)業(yè)機(jī)電一體化3質(zhì)量目標(biāo)管理 實(shí)行可行性設(shè)計(jì) 進(jìn)行設(shè)計(jì)質(zhì)量評審4定期預(yù)測 定量預(yù)測5精度 穩(wěn)定性 快速響應(yīng)性6前小后大7轉(zhuǎn)子慣量8傳動誤差 回程誤差二、簡答題1機(jī)電一體化系統(tǒng)中，傳感測試部分的作用是什么？機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感測試部分的作用是對系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測，變?yōu)榭勺R別的信號，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)分析處理后產(chǎn)生控制信息。2簡述機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程路線（主要步驟）機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程路線（主要步驟）：擬定產(chǎn)品開發(fā)目標(biāo)和

2、技術(shù)規(guī)范；收集資 料，市場分析，可行性分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析；總體方案設(shè)計(jì)；總體方案的評審和評價(jià)；詳細(xì)設(shè)計(jì)；詳細(xì)設(shè)計(jì)方案的評審和評價(jià)；試制樣機(jī)；樣機(jī)實(shí)驗(yàn)，測試；技術(shù)評價(jià)與審定；小批量生產(chǎn)；試銷；正常生產(chǎn)；銷售。3為什么采用機(jī)電一體化技術(shù)可以提高系統(tǒng)的精度？機(jī)電一體化技術(shù)使機(jī)械傳動部分減少，因而使機(jī)械磨損，配合間隙及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時(shí)由于采用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動檢測，控制，補(bǔ)償和校正因各種干擾因素造成的誤差，從而提高精度。4影響機(jī)電一體化系統(tǒng)傳動機(jī)構(gòu)動力學(xué)特性的主要因素有哪些？影響系統(tǒng)傳動機(jī)構(gòu)動力學(xué)特性的主要因素有系統(tǒng)的負(fù)載變化；傳動系統(tǒng)的慣性；傳動系統(tǒng)的固有頻率；傳動系統(tǒng)中的摩擦與

3、潤滑。5轉(zhuǎn)動慣量對傳動系統(tǒng)有哪些影響？在傳動系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)動慣量增大使機(jī)械負(fù)載增加，功率消耗大；使系統(tǒng)相應(yīng)速度變慢，降低靈敏度；使系統(tǒng)固有頻率下降，容易產(chǎn)生諧振。6為減小機(jī)械系統(tǒng)的傳動誤差，可采用哪些結(jié)構(gòu)措施？減小機(jī)械系統(tǒng)的傳動誤差可采用的結(jié)構(gòu)措施有：適當(dāng)提高零部件本身的精度；合理設(shè)計(jì)傳動鏈，減小零部件制造、裝配誤差對傳動精度的影響；采用消隙機(jī)構(gòu)，以減小或消除回程誤差。三、計(jì)算題1圖示絲杠螺母驅(qū)動系統(tǒng)，已知工作臺的質(zhì)量m=200kg，絲杠螺距t=5mm,絲杠長度l=0.8m,中徑為d=30mm,材料密度為，齒輪齒數(shù)分別為z120，z245，模數(shù)m2mm，齒寬b20mm。試求折算到電機(jī)軸上的總等效慣

4、量j？解：（1）計(jì)算各傳動件的轉(zhuǎn)動慣量材料密度，齒輪的計(jì)算直徑按分度圓直徑計(jì)算，絲杠的計(jì)算直徑取中徑。由工作臺折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量為（2）折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量2試設(shè)計(jì)一數(shù)控機(jī)床工作臺用滾珠絲杠副。已知平均載荷fm3600n，絲杠工作長度l1.25m，平均轉(zhuǎn)速nm120r/min，每天開機(jī)6h，每年250個(gè)工作日計(jì)，要求工作10年以上。絲杠材料為crwmn鋼，滾道硬度為5862hrc，絲杠傳動精度要求為0.03mm。解：（1）求計(jì)算載荷由題設(shè)條件，查表3.4取kf1.2，查表3.5取kh1.0，假設(shè)絲杠為d級精度，查表3.6，取ka1.0。則計(jì)算載荷 fckfkhkafm1.21.01.0

5、36004320 n（2）計(jì)算所要求的額定動載荷ca預(yù)期使用壽命 lh62501015000h并代入 nm120r/min，fc4320n（3）根據(jù)ca的值選擇滾珠絲杠副設(shè)選用fci型號系列，按照滿足caca的原則，并考慮各種因素，查表3.7選出合用的滾珠絲杠型號規(guī)格為fci-5006-3，其主要參數(shù)尺寸：公稱直徑 d050mm導(dǎo)程 l06mm螺旋角 211滾珠直徑 d03.969mm絲杠小徑 d145.63mm（4）檢驗(yàn)穩(wěn)定性取彈性模量 e2.06105 mpa，查表3.8長度系數(shù)2/3絲杠軸慣性矩 不發(fā)生失穩(wěn)之最大載荷安全系數(shù) 查表3.8 許用安全系數(shù)s2.53.3。由ss，可知絲杠是安全

6、的，穩(wěn)定性合乎要求。（5）檢驗(yàn)剛度計(jì)算轉(zhuǎn)矩 取摩擦系數(shù)f0.002，則arctan0.002653按最不利情況計(jì)算導(dǎo)程誤差，每個(gè)導(dǎo)程的變形量=6.44102m絲杠在工作長度上的導(dǎo)程誤差通常，絲杠的導(dǎo)程誤差l應(yīng)小于其傳動精度的1/2，即絲杠的剛度滿足要求。經(jīng)上述計(jì)算驗(yàn)證，所選fci-5006-3型絲杠各項(xiàng)性能均符合使用要求，可用。四、分析題按照機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)要素，圖示數(shù)控機(jī)床的各個(gè)部分歸類如下： （1）控制及信息處理單元： 鍵盤、計(jì)算機(jī)、顯示（2）測試傳感部分： 光電編碼器、信號處理（3）能源： 電源（4）驅(qū)動部分： 功放、電機(jī)（5）執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 聯(lián)軸器、齒輪減速器、絲杠螺母機(jī)構(gòu)、工作臺

7、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作業(yè)解答（二）一、填空題1低頻分量 高頻分量2固有頻率 阻尼能力3相對阻尼系數(shù)4固有頻率5變頻信號源 脈沖分配器 功率放大器6最大動態(tài)轉(zhuǎn)矩 降低7線性直流伺服放大器 脈寬調(diào)制放大器8電源頻率 磁極對數(shù) 轉(zhuǎn)差率9電液比例閥 電液伺服閥10定位精度 定位時(shí)間二、簡答題1如何提高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度？伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度主要取決于系統(tǒng)的頻率特性和系統(tǒng)的加速度。（1）提高系統(tǒng)的固有頻率，減小阻尼。增加傳動系統(tǒng)的剛度，減小折算的轉(zhuǎn)動慣量，減小摩擦力均有利于提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。（2）提高驅(qū)動元件的驅(qū)動力可以提高系統(tǒng)的加速度，由此也可提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。2步進(jìn)電機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)速度控制的？

8、步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動是由輸入的電脈沖信號控制的，每當(dāng)電機(jī)繞組接收一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一個(gè)相應(yīng)的角度。其角位移量與輸入脈沖的個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比，在時(shí)間上與輸入脈沖同步。因而，只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率和電機(jī)繞組的相序，即可得到所需轉(zhuǎn)動的速度和方向。3試述直流電機(jī)伺服系統(tǒng)中脈寬調(diào)制放大器的基本工作原理。脈寬調(diào)制放大器是直流伺服電機(jī)常用的晶體管驅(qū)動電路。利用大功率晶體管的開關(guān)作用，將直流電源電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率的方波電壓，施加于直流電機(jī)的電樞，通過對方波脈沖寬度的控制，改變電樞的平均電壓，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。4交流伺服電機(jī)有哪些類型？交流伺服驅(qū)動的主要特點(diǎn)是什麼？交流伺服電機(jī)有永磁式交流同步電機(jī)和籠型異步電

9、機(jī)兩類。交流伺服驅(qū)動的主要特點(diǎn)有：（1）調(diào)速范圍大；（2）適合大、中功率伺服系統(tǒng)；（3）運(yùn)行平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速不受負(fù)載變化的影響；（4）輸出轉(zhuǎn)矩較大，而轉(zhuǎn)矩脈動小。三、分析題1分析傳感器的誤差對輸出精度的影響傳感器位于反饋通道，誤差的低頻分量影響系統(tǒng)的輸出精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此傳感器應(yīng)有較高的精度；而誤差的高頻分量不影響輸出精度，可以允許傳感器及放大電路有一定的高頻噪聲。2分析齒輪減速器的傳動誤差對工作臺輸出精度的影響。對于開環(huán)步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)，由于無檢測裝置，不對位置進(jìn)行檢測和反饋，齒輪減速器的傳動誤差（誤差的高頻分量）和回程誤差（誤差的低頻分量）將直接影響工作臺的輸出精度。四、計(jì)算題1如圖所

10、示的電機(jī)驅(qū)動直線伺服系統(tǒng)，已知工作臺的質(zhì)量為m50kg，工作臺與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)f0.1，負(fù)載力為fw1000n，絲杠直徑為d16mm，導(dǎo)程為ts4mm，齒輪減速比為i5，工作臺的最大線速度為v0.04m/s，試求：（1）折算到電機(jī)軸上的負(fù)載力矩；（2）電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速；（3）電機(jī)所需功率。解：（1）折算到電機(jī)軸上的負(fù)載力矩摩擦負(fù)載力 ffmgf50100.150n外負(fù)載力 fw1000n電機(jī)上的負(fù)載力矩為（2）電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速（3）電機(jī)所需功率取系數(shù)為2，則2如圖所示的開環(huán)步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)，已知負(fù)載力f=2000n，工作臺長l=400mm，往復(fù)精度為mm，絲杠導(dǎo)程6mm，直徑d32mm，步進(jìn)電機(jī)

11、的步距角為，試確定齒輪減速比i。解：步進(jìn)電機(jī)的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) 脈沖/轉(zhuǎn)根據(jù)工作臺定位精度的要求，選用脈沖當(dāng)量=0.02mm/脈沖設(shè)傳動比為i ，每個(gè)脈沖對應(yīng)工作臺的位移為則 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作業(yè)解答（三）中央電大理工部冼健生 （ 2004年09月15日）瀏覽人次3241一、填空題1數(shù)據(jù)總線 地址總線 控制總線2s100 multi（或std、ste）3總線接口邏輯 i/o功能邏輯 i/o電氣接口4濾波 電平變換 光電隔離 功率驅(qū)動5多路開關(guān) 采樣保持器 轉(zhuǎn)換器 總線接口邏輯6采樣精度 采樣速度 成本7d/a轉(zhuǎn)換器 通道選擇器8信號調(diào)理二、簡答題1試述可編程序控制器的功能和組成。可編程序控

12、制器可取代繼電器控制，完成順序和程序控制；可組成閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精確的位置和速度控制；可構(gòu)成高速數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的完全自動化。典型的可編程序控制器由電源、微處理器、存貯器、輸入輸出接口和編程器所組成。2開放式體系結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是什麼？開放式體系結(jié)構(gòu)是近年來在電子工業(yè)和計(jì)算機(jī)工業(yè)中流行的一種設(shè)計(jì)思想，它使得當(dāng)代計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)方法有了很大區(qū)別。開放式體系結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：向未來的vlsi開放；向不同用戶層次開放；向用戶的特殊要求開放；采用模塊化結(jié)構(gòu)。3采用std總線的工業(yè)控制機(jī)有哪幾種工作模式？由于std總線的高度模塊化和采用組合方法的特點(diǎn)，std工業(yè)控制機(jī)可以靈活地

13、組成各種系統(tǒng)。其工作模式有三種：（1）獨(dú)立工作模式 即采用微機(jī)的基本系統(tǒng)與工業(yè)用i/o模板單獨(dú)構(gòu)成控制系統(tǒng)。（2）作為前端控制機(jī) std工業(yè)控制機(jī)可作為其它微機(jī)（工業(yè)pc機(jī)）的前端控制機(jī)，完成實(shí)時(shí)在線控制，并把采集的數(shù)據(jù)和執(zhí)行結(jié)果傳送給上位機(jī)。（3）構(gòu)成分布式組合 利用std控制機(jī)的組合方法，可方便地進(jìn)行各種分布式系統(tǒng)的組合。4簡述std總線微機(jī)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。std總線微機(jī)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：（1）采用小板結(jié)構(gòu)，高度的模塊化，其功能模板結(jié)構(gòu)靈活，可靠性高，硬件冗余小，成本低。（2）模板設(shè)計(jì)具有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和廣泛的兼容性。（3）面向i/o的設(shè)計(jì)，具有強(qiáng)大的i/o擴(kuò)展能力，使控制系統(tǒng)非常適合工

14、業(yè)控制的應(yīng)用。（4）高可靠性。5std總線系統(tǒng)的i/o子系統(tǒng)有哪些主要功能？在計(jì)算機(jī)工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，i/o子系統(tǒng)是過程接口，其主要功能有：（1）開關(guān)量的輸入輸出 用于i/o信號的測量與控制。（2）模擬量的輸入輸出 用于外部模擬量的采樣及輸出模擬量的控制。（3）脈沖量的輸入輸出 用于輸入脈沖信號的接收、輸出脈沖信號的控制；定時(shí)信號的產(chǎn)生及處理；伺服電機(jī)使用的運(yùn)動控制接口。6a/d、d/a接口的功能是什麼？在工業(yè)系統(tǒng)中，需要測量和控制的參數(shù)經(jīng)常是連續(xù)變化的模擬信號，這些物理量經(jīng)傳感器變成連續(xù)變化的電壓、電流等信號，a/d接口的功能是將這些模擬量再變換成數(shù)字量，以便計(jì)算機(jī)識別。d/a接口的功能則

15、是將經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓或信號，輸送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，達(dá)到控制過程的目的。三、分析題1畫圖說明工業(yè)pc機(jī)與普通信息處理計(jì)算機(jī)的主要區(qū)別是什么？工業(yè)控制機(jī)與普通信息處理機(jī)的差別在于取消了普通信息處理機(jī)的大母板，將其改為功能插板，與普通信息處理機(jī)相比較,工業(yè)控制機(jī)有以下特點(diǎn)：（1）具有豐富的過程輸入輸出功能。（2）良好的時(shí)實(shí)性，能對生產(chǎn)過程工況變化實(shí)時(shí)地進(jìn)行監(jiān)控。（3）可靠性高，故障率低，維修時(shí)間短，運(yùn)行效率高。（4）采用抗干擾電源，密封機(jī)箱，具有良好的環(huán)境適應(yīng)性。（5）豐富的應(yīng)用軟件。（6）具有良好的技術(shù)綜合性。2畫圖說明8路輸入、8路輸出std總線開關(guān)量接口模板的組成原理。如圖所示，

16、std總線的開關(guān)量輸入輸出模板的典型接口由std總線接口邏輯、i/o功能邏輯（輸入緩沖器和輸出鎖存器）、i/o電氣接口等三部分組成。輸入模板的基本組成為：外部開關(guān)信號輸入信號條理電路輸入緩沖器輸入端口譯碼控制std總線；輸出模板的基本組成為：std總線信號輸出端口譯碼控制輸出鎖存器輸出信號條理電路負(fù)載。3試分析比較工業(yè)控制pc計(jì)算機(jī)與可編程序控制器的主要區(qū)別。工業(yè)控制pc計(jì)算機(jī)與可編程序控制器以較強(qiáng)的輸出帶負(fù)載能力、良好的抗干擾能力和可靠性，在工業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但兩者在系統(tǒng)組成、功能以及程序語言等方面有所不同。工業(yè)控制pc計(jì)算機(jī)的基本系統(tǒng)與普通pc機(jī)大體相同，但備有各種控制模

17、板，一般不需要再作硬件開發(fā)，在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了模塊化；系統(tǒng)具備完整的控制功能，軟件豐富，執(zhí)行速度快，適用于需要作大量數(shù)據(jù)處理的測控系統(tǒng)。在程序語言方面，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)以使用高級語言為主，也可使用匯編語言?？删幊绦蚩刂破鳎╬lc）結(jié)構(gòu)小巧，適應(yīng)性強(qiáng)，可按照使用要求選購相應(yīng)產(chǎn)品組成控制系統(tǒng)，可編程序控制器的控制功能以邏輯控制為主，小型plc適用于實(shí)現(xiàn)各種邏輯控制和開關(guān)量控制，大中型的plc為模塊化結(jié)構(gòu)，按用戶所需的功能選配模塊，可組成規(guī)模較大、精度較高的閉環(huán)控制系統(tǒng)。plc的控制功能由軟件實(shí)現(xiàn)，但信號的輸入輸出采用周期性的掃描方式，這一點(diǎn)與工業(yè)控制pc機(jī)存在重要的區(qū)別。此外，在程序語言方面plc的編程

18、語言多采用梯形圖，大型plc控制系統(tǒng)可使用高級語言。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作業(yè)解答（四）一、填空題1敏感元件 轉(zhuǎn)換元件 基本轉(zhuǎn)換電路2靈敏度 線性度 重復(fù)性 遲滯3臨界速度4廣義輸入阻抗 靜態(tài)剛度5撓性手腕 分離活塞式油缸 旋轉(zhuǎn)變壓器68088 80867輸入輸出設(shè)備 計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置 伺服系統(tǒng) 受控設(shè)備8點(diǎn)位控制裝置 直線控制裝置 輪廓控制裝置二、簡答題1簡述光電編碼器式傳感器的工作原理和主要特點(diǎn)。光電編碼器式傳感器主要由旋轉(zhuǎn)孔盤和光電器件組成。它的輸出是與孔盤轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)角增量成正比例關(guān)系的脈沖信號，通過對脈沖信號計(jì)數(shù)，即可測定孔盤轉(zhuǎn)過的角度。光電編碼器式傳感器又分為絕對式和增量式，前者轉(zhuǎn)角

19、范圍小于360,用于低速端角位置測量；后者無轉(zhuǎn)角范圍限制，可用于高速端角位置測量或轉(zhuǎn)速測量。光電編碼器式傳感器的主要特點(diǎn)是測量精度高；輸出量為脈沖信號，抗干擾能力強(qiáng)；可以同時(shí)用于位置和速度的測量，使用方便；但高精度的光電編碼器價(jià)格比較貴，成本高。2選擇傳感器應(yīng)主要考慮哪幾方面的因素？選擇傳感器的主要依據(jù)是傳感器的性能指標(biāo)：（1）基本參數(shù) 量程、靈敏度、靜態(tài)精度和動態(tài)特性。（2）環(huán)境參數(shù) 環(huán)境溫度、濕度、沖擊、振動；抗干擾能力。（3）可靠性 工作壽命、平均無故障時(shí)間。（4）使用條件 電源、外形尺寸、安裝方式。（5）經(jīng)濟(jì)性 價(jià)格和價(jià)格性能比。此外，選擇傳感器時(shí)還必須考慮其輸入輸出特性。3簡述hrg

20、p1a噴漆機(jī)器人的示教與再現(xiàn)過程。hrgp1a噴漆機(jī)器人的工作分示教和再現(xiàn)兩個(gè)過程。示教過程由工作人員用手操縱操作機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)和手腕，根據(jù)噴漆工件表面的形狀進(jìn)行示教操作，此時(shí)中央處理器通過反饋元件（旋轉(zhuǎn)變壓器）將示教過程中測試的參數(shù)存入存儲器，即把示教過程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的空間軌跡記錄下來。再現(xiàn)過程由計(jì)算機(jī)控制機(jī)器人的動作，中央處理器將示教時(shí)記錄的空間軌跡信息從存儲器中取出，經(jīng)過插補(bǔ)運(yùn)算與采樣得到的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，將其插值調(diào)節(jié)后輸出，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照示教時(shí)的軌跡運(yùn)動。4簡述數(shù)控設(shè)備中計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的組成和功能。在數(shù)控設(shè)備中，計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置是設(shè)備的核心部分，一般由專用計(jì)算機(jī)（或通用計(jì)算機(jī)）、輸入輸出接口

21、以及機(jī)床控制器等部分構(gòu)成。計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)和程序，完成數(shù)據(jù)運(yùn)算、邏輯判斷、輸入輸出控制等功能；機(jī)床控制器主要用于機(jī)床的輔助功能，主軸轉(zhuǎn)速的選擇和換刀功能的控制。5簡述ck3225型機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的組成。ck3225型機(jī)床有主驅(qū)動、伺服驅(qū)動兩大控制環(huán)節(jié)。主驅(qū)動主要是機(jī)床主軸的速度控制，伺服驅(qū)動除對進(jìn)給速度進(jìn)行控制外，還需要對刀架的行程（位置）進(jìn)行控制。機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)由操作系統(tǒng)、機(jī)床控制機(jī)、主驅(qū)動單元、伺服驅(qū)動單元和其它功能控制單元。工作時(shí)從操作系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)，由機(jī)床控制機(jī)（經(jīng)過內(nèi)裝的pc處理）對兩大驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行控制。三、分析題1試分析比較直流測速發(fā)電機(jī)和光電編碼器做轉(zhuǎn)速測量的特點(diǎn)。直流測

22、速發(fā)電機(jī)由永久磁鐵與感應(yīng)線圈組成，用電樞獲取速度信號。它具有靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，常用于高精度低速伺服系統(tǒng)，也可與永磁式直流電動機(jī)組成低速脈寬調(diào)速系統(tǒng)。直流測速發(fā)電機(jī)的輸出信號是與輸入軸的轉(zhuǎn)速成正比的直流電壓信號，信號幅度大，信號調(diào)理電路簡單。由于輸出電壓信號有波紋，一般需要配置濾波電路。光電編碼器（增量式）主要由旋轉(zhuǎn)孔盤和光電器件組成。它具有體積小、使用方便、測量精度高等特點(diǎn)，常與直流電機(jī)配合使用構(gòu)成脈寬調(diào)速系統(tǒng)。增量式光電編碼器輸出的是與轉(zhuǎn)角成比例的增量脈沖信號，可以通過脈沖計(jì)數(shù)獲得角位置信號，也可以定時(shí)取樣脈沖數(shù)的增量實(shí)現(xiàn)角速度測量。因此，可以同時(shí)測量轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。2畫圖說明hrgp1

23、a噴漆機(jī)器人電液伺服系統(tǒng)的組成和工作特點(diǎn)。hrgp1a噴漆機(jī)器人電液伺服系統(tǒng)的組成如圖所示。噴漆機(jī)器人具有6個(gè)自由度，每個(gè)自由度都由一套上圖所示的電液伺服系統(tǒng)驅(qū)動。電液伺服系統(tǒng)為多輸入、多輸出的變量系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間具有負(fù)載效應(yīng)，以適應(yīng)機(jī)器人運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)的變化；各電液伺服系統(tǒng)的快速響應(yīng)特性一致，使各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動相互協(xié)調(diào)，并具有較高的速度剛度，使操作機(jī)具有運(yùn)動速度高、工作穩(wěn)定性好、位置精度高等特點(diǎn)，以滿足噴漆工藝的要求。3試分析比較閉環(huán)控制系統(tǒng)與半閉環(huán)控制系統(tǒng)的主要區(qū)別。閉環(huán)控制系統(tǒng)的位置測量元件直接對工作臺的實(shí)際位移量進(jìn)行檢測。如圖所示，a為速度測量元件，c為位置測量元件，由a將速度反饋信

24、號送到速度控制電路，由c將工作臺實(shí)際位移量反饋至位置比較電路，系統(tǒng)通過與指令值比較后的差值進(jìn)行控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)可以消除包括工作臺傳動鏈在內(nèi)的誤差，定位精度高，調(diào)節(jié)速度快。但由于工作臺慣量大,對系統(tǒng)穩(wěn)定性不利，且系統(tǒng)較復(fù)雜、成本高。半閉環(huán)控制系統(tǒng)通過測速發(fā)電機(jī)a和光電編碼器b間接測量伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角，推算出工作臺的實(shí)際位移量。系統(tǒng)通過此值與指令值進(jìn)行比較，以差值實(shí)現(xiàn)控制。半閉環(huán)控制系統(tǒng)沒有把工作臺傳動鏈包括在控制回路內(nèi)，這類系統(tǒng)的控制方式介于開環(huán)與閉環(huán)之間，精度沒有閉環(huán)高，但成本較低，調(diào)試方便，因此得到了廣泛的應(yīng)用。 4試分析比較液壓馬達(dá)和直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動輸出驅(qū)動的不同特點(diǎn)。使用液壓馬達(dá)一般不需

25、要中間傳動機(jī)構(gòu)，馬達(dá)軸與負(fù)載軸直接連接，傳動機(jī)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)緊湊；而直流電機(jī)驅(qū)動為得到合適的運(yùn)動速度和負(fù)載能力，一般要使用較大傳動比的減速器，傳動機(jī)構(gòu)的尺寸較大。在相同的負(fù)載條件下，液壓馬達(dá)比直流電機(jī)驅(qū)動的負(fù)載剛度大、快速性好；液壓馬達(dá)對環(huán)境條件要求不高，可在需要防水、防爆的條件下工作，需要使用電液伺服閥和專門的液壓動力源，對環(huán)境有污染；而直流電機(jī)驅(qū)動要求有較好的工作環(huán)境，也不會污染環(huán)境。四、計(jì)算題已知某工作臺采用直流電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動，已知工作臺的行程l=250mm,絲杠導(dǎo)程t=4mm,齒輪減速比為i=5,要求工作臺位移的測量精度為0.005mm，采用高速端測量方法，試確定旋轉(zhuǎn)編碼器的每轉(zhuǎn)脈

26、沖數(shù)。（忽略齒輪和絲杠的傳動誤差）解：設(shè)傳感器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為ns ，每個(gè)脈沖對應(yīng)工作臺的位移為則 選取n=200光電編碼器，則測量精度為滿足題目要求。五、綜合題已知五自由度機(jī)器人，采用直流電機(jī)控制，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的測量采用增量式編碼器，具有手動示教和再現(xiàn)功能，試確定其控制計(jì)算機(jī)及控制方案。 控制系統(tǒng)原理圖如下 ： 手動示教盒是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，它由單片機(jī)、ram、串行通信口、鍵盤、led顯示器等組成。它承擔(dān)命令輸入、狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)存儲、通過與關(guān)節(jié)控制單片機(jī)通信給關(guān)節(jié)單片機(jī)發(fā)送控制命令等任務(wù)。每個(gè)關(guān)節(jié)控制單片機(jī)分別負(fù)責(zé)單個(gè)關(guān)節(jié)直流電機(jī)的位置伺服控制，由單片機(jī)、pwm驅(qū)動接口、編碼器接口和串行通信口等組成

27、。pc具有與手動示教盒同樣的功能。不同的是，狀態(tài)顯示及命令輸入由顯示器和pc鍵盤來實(shí)現(xiàn)，利用pc機(jī)還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動再現(xiàn)，使機(jī)械手按指定軌跡運(yùn)動。 if we dont do that it will go on and go on. we have to stop it; we need the courage to do it.his comments came hours after fifa vice-president jeffrey webb - also in london for the fas celebrations - said he wanted to meet ivor

28、y coast international toure to discuss his complaint.cska general director roman babaev says the matter has been exaggerated by the ivorian and the british media.blatter, 77, said: it has been decided by the fifa congress that it is a nonsense for racism to be dealt with with fines. you can always f

29、ind money from somebody to pay them.it is a nonsense to have matches played without spectators because it is against the spirit of football and against the visiting team. it is all nonsense.we can do something better to fight racism and discrimination.this is one of the villains we have today in our

30、 game. but it is only with harsh sanctions that racism and discrimination can be washed out of football.the (lack of) air up there watch mcayman islands-based webb, the head of fifas anti-racism taskforce, is in london for the football associations 150th anniversary celebrations and will attend city

31、s premier league match at chelsea on sunday.i am going to be at the match tomorrow and i have asked to meet yaya toure, he told bbc sport.for me its about how he felt and i would like to speak to him first to find out what his experience was.uefa hasopened disciplinary proceedings against cskafor th

32、e racist behaviour of their fans duringcitys 2-1 win.michel platini, president of european footballs governing body, has also ordered an immediate investigation into the referees actions.cska said they were surprised and disappointed by toures complaint. in a statement the russian side added: we fou

33、nd no racist insults from fans of cska.baumgartner the disappointing news: mission aborted.the supersonic descent could happen as early as sunda.the weather plays an important role in this mission. starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation

34、 or humidity and limited cloud cover. the balloon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. it will climb higher than the tip of mount everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising a

35、ltitude of commercial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. as he crosses the boundary layer (called the tropopause),e can expect a lot of turbulence.the balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet ( then, i would assume, he will slowly step out onto something resembling an olympic diving platform.below, the earth becomes the concrete bottom of a swimming pool that he wan